항공의 감각적 환상

Sensory illusions in aviation
맹인비행. 조종사는 앞에 있는 오렌지색 플라스틱 시트를 통해 투명한 색상을 막는 고글을 착용한다. 고글을 착용하지 않은 강사는 주황색으로 물든 바깥 풍경을 가지고 있다.

인간의 감각은 자연적으로 기내 환경에 맞춰져 있지 않다. 조종사들은 방향 감각 상실과 원근감 상실을 경험할 수 있으며, 그릇된 지평선에서 계기 판독과 감각 충돌 또는 물 위의 고도를 오판하는 것에 이르는 환상을 일으킬 수 있다.

전정계

내이 및 전정계통도
반고리관 내 털이 각운동, 입력지연, 각운동에 대한 최종 적응도를 어떻게 감지하는지 보여주는 애니메이션

인간의 균형감각을 담당하는 전정체계는 이석 기관과 반원형 운하로 이루어져 있다. 항공에 대한 환상은 뇌가 전정계와 시각계의 입력을 조정할 수 없을 때 발생한다. 피치, 요, 롤에서 가속도를 인식하는 세 개의 반원형 운하가 각 가속도에 의해 자극을 받는 반면, 천골과 우트리클인 이석 기관은 선형 가속도에 의해 자극을 받는다. 반원형 운하의 자극은 운하 내부의 내분자(endolymph)의 움직임이 크리스타 암풀라리스와 그 안의 모세포의 움직임을 유발할 때 발생한다. 이석장기의 자극은 중력이나 선형가속력이 이석막이나 이석막, 또는 황반모세포의 움직임을 유발할 때 발생한다.[1]

반원형 운하를 자극하는 각 가속도의 결과로서 소마토지리학적 착시가 일어난다. 반면에 소마토그라비적 환상은 이석기관을 자극하는 선형 가속의 결과로 발생한다.[2]

전정/전정학

귀 전정계의 반원형 및 체모학 운하를 포함하는 환상은 주로 신뢰할 수 없거나 사용할 수 없는 외부 시각적 기준의 조건에서 발생하며 잘못된 회전 감각을 초래한다. 여기에는 리언, 묘지 스핀과 나선형, 코리올리스 환상 등이 포함된다.

기울어지다

주요 기사: 기울어지다

이는 비행 중 가장 흔한 착각으로 조종사가 눈치채지 못한 은행의 점진적인 진입과 장기적 적용에 따른 날개 수준의 비행으로 갑자기 복귀하면서 발생할 수 있다.[3][4]: 4 조종사가 이런 태도 변화를 애초에 모를 수 있는 이유는 초²당[5] 1도 이하의 회전 가속도에 대한 인간의 노출이 반원형 운하의 검출 임계값보다 낮기 때문이다.[6] 그런 태도에서 날개 높이를 구르는 것은 항공기가 반대 방향으로 뱅킹을 하고 있다는 착각을 일으킬 수 있다. 그런 착각에 대응해 조종사는 수준 높은 태도에 대한 인식을 되찾기 위해 수정 시도로 원래 은행의 방향으로 굴러가는 경향이 있을 것이다.

그레이브드 스핀

묘지 스핀은 스핀에 들어간 조종사에게 일어날 수 있는 착각으로, 스핀이 계속되면서 조종사가 스핀에 의해 유도되는 회전 감각을 덜 인식하게 되는 것이 특징이다.[4]: 4 조종사가 스핀을 인지하지 못하게 되면서 스핀의 어떤 수정도 조종사가 자신이 반대 방향으로 회전하고 있음을 감지하게 할 수 있다.[7] 예를 들어 비행기가 오른쪽으로 회전하고 있지만 조종사가 스핀의 크기로 둔화될 정도로 충분한 시간 동안 눈에 띄지 않는 경우, 왼쪽 방향타를 조금만 조정하면 조종사가 왼쪽으로 회전하는 느낌을 가질 수 있다. 이에 따라 조종사가 우측 방향타를 적용하고 자신도 모르게 원래의 우측 스핀에 다시 진입하게 된다. 비행기의 비행 기구를 교차 점검하는 것은 비행기가 여전히 회전하고 있다는 것을 보여주며, 이것은 조종사에게 감각 갈등을 야기한다. 조종사가 스핀을 교정하지 않으면 지형과 접촉할 때까지 고도가 계속 떨어진다.

묘지 나선형

주요기사 : 묘지 나선형

묘지 나선형은 항공기가 사실상 은행회전을 하고 있을 때 조종사가 날개 높이 비행을 하고 있다고 착각해 고도계가 계속 떨어지는 것을 알려주는 것이 특징이다.[8] 장기간의 은행 업무 회전에서 날개 수준의 비행으로 돌아오는 감각적 혼란은 조종사가 묘지 회전 착각에서처럼 은행 업무 회전에 재진입하게 할 수 있다. 비행기가 회전을 계속하며 고도 상실을 나타내기 시작하는 동안 조종사는 비행기의 제어장치에 '당기는' 방식으로 고도 상실을 바로잡으려 할 것이다.[4]: 5 이런 식으로 조정기를 조정하려고 하면 조종사가 오류의 특성에 시각적으로 큐를 맞추거나 지형과 접촉할 때까지 회전 반경을 조이고 결국 하강 속도를 높이는 효과가 있을 것이다. 이러한 형태의 공간적 혼란에서 비롯된 항공기 사고 중 가장 유명한 두 가지 사건은 1963년 테네시주 캠든 근처에서 가수 팻시 클린을 죽인 사고와 1999년 존 F를 죽인 사고였다. 마사스 빈야드 근처의 케네디 주니어.[9]

코리올리스 환상

주요 기사: 코리올리 효과(감지)

이것은 두 개의 반원형 운하를 동시에 자극하는 것과 관련되며, 항공기가 회전하는 동안 조종사의 머리가 갑자기 기울어짐(앞이나 뒤로)과 관련이 있다.[10] 이는 머리를 아래로 기울일 때(접근 차트를 보거나 무릎 패드에 글을 쓸 때), 위로(오버헤드 기기 또는 스위치를 볼 때) 또는 옆으로 기울일 때 발생할 수 있다. 이는 비행기가 구르고, 투구하고, 요잉을 동시에 하는 위압적인 감각을 연출할 수 있는데, 이는 언덕을 굴러 내려가는 느낌과 비교할 수 있다.[11] 이러한 착각은 조종사를 빠르게 혼란스럽게 만들고 항공기에 대한 통제력을 잃게 할 수 있다.[4]: 5 [12]

전정/소마토그라비어

소마토그라비적 환상은 선형 가속도에 의해 발생한다. 전정체계의 심오함과 같은 환상은 신뢰할 수 없거나 사용할 수 없는 외부 시각적 참조가 있는 조건에서 발생할 가능성이 높다.

반전

오르막에서 직선 및 수평 비행으로의 갑작스러운 변화는 뒤로 굴러떨어지는 환상, 또는 뒤집히는 환상을 만들기에 충분할 정도로 이석 장기를 자극할 수 있다. 방향을 잃은 조종사가 갑자기 항공기를 콧노래로 밀어넣어 이런 착각을 증폭시킬 수도 있다.[4]: 7

헤드업

헤드업 착시현상은 수평 비행 중 조종사가 항공기의 코가 위로 올라가는 착각을 감지하는 급전진 선형 가속을 포함한다. 조종사가 이런 착각에 반응하는 것은 멍에나 막대기를 앞으로 밀어 항공기 코를 아래로 내려치는 것일 것이다. 잘 비치는 공항에서 완전히 어두운 하늘(블랙홀)로 가는 야간 이륙이나 항공모함의 캐터펄트 이륙도 이런 착시현상으로 이어질 수 있고, 추락사고로 이어질 수 있다.[4]: 7

헤드다운

헤드다운 환상은 수평 비행 중 갑작스런 선형 감속(공기 제동, 플랩 하강, 엔진 출력 감소)을 수반하며, 조종사는 항공기의 코가 아래로 처지는 착각을 감지한다. 이 착각에 대한 조종사의 대응은 항공기의 코를 드높이는 것일 것이다. 이 착각이 저속 최종 접근 중에 발생하면 조종사가 항공기를 정지시킬 수 있다.[4]: 7

비주얼

시각적 환상은 우리 대부분에게 친숙하다. 가시성이 좋은 조건에서도 시각적 착시현상을 경험할 수 있다.

선형 원근법

이러한 착시현상은 최종 접근법의 경사를 조종사적으로 변경(증가 또는 감소)할 수 있다. 이들은 폭이 다른 활주로, 상향 또는 하향 활주로, 상향 또는 하향 최종 접근 지형에 의해 발생한다. 조종사들은 평균 활주로 길이와 폭 사이의 예상되는 관계에 대한 정신적 이미지를 개발하고 상기함으로써 정상적인 최종 접근법을 인식하는 법을 배운다. 대형 국제공항을 방문하는 소규모 일반 항공 분야에 사용되는 조종사가 그 예일 것이다. 훨씬 더 넓은 활주로는 조종사가 보통 플레어를 시작하는 지점의 정신적 그림을 볼 수 있을 것이다. 그들이 필요한 것보다 훨씬 높을 때 말이다. 지면에 상대적인 조종석 높이가 이용되는 것보다 훨씬 높거나 낮은 곳에서 항공기를 조종하는 조종사는 접근의 마지막 부분에서 비슷한 착각을 일으킬 수 있다.[13]: 2

지형이 상승하거나 활주로가 좁거나 길다.

평평한 활주로를 가진 상향 지형을 넘어 최종 접근법 또는 비정상적으로 좁거나 긴 활주로에 대한 시각적 착각을 유발할 수 있다. 그런 다음 조종사는 하강 속도를 증가시켜 항공기를 접근 경로에 비정상적으로 낮게 배치할 수 있다.[13]: 2, 3

내리막 지형 또는 넓은 활주로

평탄한 활주로를 가진 하강 지형을 넘어 또는 유난히 넓은 활주로를 향한 최종 접근은 최종 접근에서 너무 낮은 시각적 착각을 일으킬 수 있다. 그런 다음 조종사는 고도를 높이기 위해 항공기의 코를 위로 던질 수 있으며, 이는 저고도 노점이나 접근방식에 실패하는 결과를 초래할 수 있다.[13]: 2, 3

기타

블랙홀 접근법

블랙홀 접근 착시현상은 수평선이 보이지 않는 수면 위(별이나 달빛이 없는)나 불이 켜지지 않은 활주로에 대한 야간 최종 접근 과정에서 발생할 수 있다.[4] 이름에서 알 수 있듯이, 항공기와 의도된 활주로 사이에 볼 것이 없는 야간 착륙에 대한 접근법을 수반하는 것으로, 단지 시각적인 "블랙홀"이 있을 뿐이다.[14] 조종사들은 야간 착륙 시 계측기에 의존하는 대신 시각적 접근을 자신 있게 진행하는 경우가 너무 많다. 그 결과, 특히 항공기 아래에 주변 시각 단서가 부족하기 때문에 조종사가 활공 경로 과대평가(GPO)를 경험하게 될 수 있다.[15] 또한 지구와 관련된 방향성을 허용하는 주변적인 시각적 단서가 없다면 조종사가 똑바로 서고 활주로가 기울고 기울어지는 착각이 있을 수 있다. 결과적으로, 그들은 공격적인 강하를 시작하고 원하는 3도 활공 경로 아래의 안전하지 않은 활공 경로에 잘못 조정한다.[13]: 3

오토키네시스

자기동태적 착시현상은 밤이나 시각적 단서가 좋지 않은 조건에서 일어난다. 이 환상은 조종사에게 정지된 물체가 비행기의 경로 앞에서 움직이고 있다는 인상을 준다; 그것은 완전히 어둡고 특징 없는 배경에서 고정된 단일 빛의 지점(지상 조명 또는 별)을 응시함으로써 발생한다. 이러한 시각적 착시가 일어나는 이유는 눈의 움직임이 매우 작기 때문이다. 단일한 광원을 동반한 시각적 단서가 좋지 않은 조건에서 이러한 눈의 움직임은 뇌에 의해 관찰되는 물체의 움직임으로 해석된다.[4] 이러한 착시현상은 그러한 빛이 항공기와의 충돌 코스에 있다는 잘못된 인식을 불러일으킬 수 있다.[13]: 4

밤하늘에 있는 행성이나 별들은 종종 환상을 일으킬 수 있다. 종종 이러한 밝은 별이나 행성은 다가오는 항공기, 위성, 심지어 UFO의 착륙등과 착각되어 왔다. 일반적으로 이러한 착각을 일으키는 별의 예는 북반구에서 가장 밝은 별인 시리우스(Sirius)로, 지평선 위 1~3개의 주먹 너비로 미국 대륙 전체에 나타난다. 해질 무렵 금성은 이러한 착각을 일으킬 수 있으며 많은 조종사들은 이를 다른 항공기에서 나오는 빛으로 착각해 왔다.[16]

잘못된 시각적 참조

잘못된 시각 기준 착시들은 조종사가 잘못된 지평선과 관련하여 항공기의 방향을 결정하게 할 수 있다; 이러한 착시들은 둑이 쌓인 구름 위를 날거나, 별들이 있는 어두운 하늘과 구별할 수 없는 지반 조명으로 특징 없는 지형을 날거나, 분명하게 정의된 패트로 특징 없는 지형을 날아서 일어날 수 있다.그라운드 불빛과 어둡고 별이 없는 하늘

유리로 된 물 착륙(seaplanes)

잔잔한 유리 물은 파도의 부재로 착륙 시 수면 위 항공기 고도에 대한 정확한 판단을 방해하기 때문에 항공기 조종사들에게 위험 요소로 작용한다. 조종사가 항공기의 고도를 과대평가하여 폭발하지 못하면 부유물의 끝부분이 물속으로 몰리면서 수상비행기를 전복시킬 수 있다. 마찬가지로 조종사가 항공기의 고도를 과소평가하고 너무 높이 폭발하며 정지하면 항공기도 동일한 잠재적 결과를 얻을 수 있다. 또한 유리가 많은 물은 호수나 해저의 유별나게 선명한 시야와 구름이나 해안 특성의 비정상적으로 찬란한 반사를 초래할 수 있다. 이러한 관계없는 시각적 단서들은 조종사의 방향을 더욱 혼란스럽게 할 수 있다. 이러한 위험은 최종 접근법을 육지 위로 비행하거나 인근 해안선과 평행하게 비행하여 조종사가 육지를 시각적 기준으로 사용할 수 있도록 함으로써 완화될 수 있지만, 조종사는 얕은 착륙 구역에 장애물이 없도록 주의해야 한다. 해안 근처에 적절한 착륙 구역이 없을 경우, 권장 절차는 느리고 꾸준한 하강 속도로 길고 얕게 접근하고 플레어를 시도하지 않는 것이다. 그러나 조종사는 이 기술을 사용할 때 활공 및 착륙 거리 증가를 고려해야 한다.[17]

베인션

이것은 뇌가 자신에게 적용되는 다른 충분한 단서 없이 주변적인 움직임을 감지할 때 입니다. 인접한 차선에 있는 차들이 천천히 앞으로 미끄러지기 시작할 때, 차선에 있는 차선의 예를 생각해 보자. 이것은 특히 다른 자동차의 바퀴가 보이지 않을 경우, 실제로 뒤로 움직이는 것에 대한 인식을 만들어낼 수 있다. 비슷한 착시현상이 항공기를 타면서 일어날 수 있다.

참고 항목: 자기모션의 환상

반복 패턴

이것은 정기적인 반복 패턴을 가지고 있는 표면 위로 항공기가 매우 낮은 고도로 이동할 때, 예를 들면 물 위의 잔물결이다. 파일럿의 눈은 양쪽 눈이 같은 부분에 일렬로 서 있는 것이 아니라 각각의 눈들이 패턴의 다른 부분을 일렬로 정렬하면 고도를 잘못 해석할 수 있다. 이로 인해 고도 지각에 큰 오류가 발생하며, 어떤 하강이든 표면과 충돌할 수 있다. 이러한 환상은 잔잔한 물 위를 몇 미터 고도에서 운항하는 헬리콥터 조종사에게 특히 위험하다.

예

참고 항목

참조

  1. ^ Saladin, Kenneth (2012). Anatomy & Physiology, The Unity of Form and Function. New York, NY: McGraw-hill. pp. 605–8. ISBN 978-0-07-337825-1.
  2. ^ Woodrow, Andrew; Webb, James (2011). Handbook of Aerospace and Operational Physiology. Air Force Research Library. pp. 7–37, 7–42.
  3. ^ "Spatial Disorientation: Confusion that Kills" (PDF). Safety Advisor for Air Safety. AOPA Air Safety Foundation. Retrieved 25 June 2018.
  4. ^ a b c d e f g h i Antuñano, Melchor J. "Medical Facts for Pilots: Spatial Disorientation, safety brochure AM-400-03/1" (PDF). Federal Aviation Administration. Retrieved 9 February 2021.
  5. ^ Peters, R. A. (April 1969). "Dynamics of the vestibular system and their relation to motion perception, spatial disorientation, and illusions" (PDF). {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  6. ^ Shaw, Roger. "Spatial Disorientation: Trust Your Instruments". Retrieved 25 June 2018.
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  8. ^ Federal Aviation Administration (2016). "Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge" (PDF). Aeromedical Factors – via FAA.
  9. ^ "GO FLIGHT MEDICINE - JFK Jr Piper Saratoga Mishap". 15 April 2014.
  10. ^ Kritzinger, Duane (2016-09-12). Aircraft System Safety: Assessments for Initial Airworthiness Certification. Woodhead Publishing. ISBN 978-0-08-100932-1.
  11. ^ Kowalczuk, Krzysztof P.; Gazdzinski, Stefan P.; Janewicz, Michał; Gąsik, Marek; Lewkowicz, Rafał; Wyleżoł, Mariusz (February 2016). "Hypoxia and Coriolis Illusion in Pilots During Simulated Flight". Aerospace Medicine and Human Performance. 87 (2): 108–113. doi:10.3357/AMHP.4412.2016. PMID 26802375. Retrieved 2020-03-18.
  12. ^ "Spatial Disorientation". www.aopa.org. 2019-08-07. Retrieved 2020-03-18.
  13. ^ a b c d e Antuñano, Melchor J. "Medical Facts for Pilots: Spatial Disorientation, Visual Illusions; safety brochure AM-400-00/1" (PDF). Federal Aviation Administration. Retrieved 9 February 2021.
  14. ^ 뉴먼, D. G. (2007) 항공 사고 및 사고 요인으로서의 공간적 혼란에 대한 개요(아니오) B2007/0063). 오스트레일리아 교통 안전국.
  15. ^ Gibb, R. W. (2007) 시각적 공간적 혼란: 블랙홀 환상 재방문. 항공, 우주 및 환경 의학, 78(8), 801-808.
  16. ^ 로시어, R. N. (2004) 우리가 잊고 있는 교훈들-정체성, 방향감각, 그리고 환상. 비즈니스 및 상업 항공, 95(3), 50-55.
  17. ^ Seaplane, Skiplane, and Float/Ski Equipped Helicopter Flying Handbook (PDF). Federal Aviation Administration. 2004. p. 6-5 to 6-7.